Локально-неравновесные периодические тепловые поля в системе "среда - источник энергии"

Abstract

Изучена задача о генерации двумерных периодических тепловых полей в системе «локально-неравновесная среда - объемный источник энергии». Нестационарные свойства теплопереноса обусловлены релаксацией теплового потока (модель Максвелла). Численно-аналитический подход к проблеме основан на изучении трех типов двумерностей: аддитивного, мультипликативного и «ребристого». Детально изучены свойства теплового поля, связанные с параметрами двумерной неоднородности: амплитудным, частотным и крутизны всплеска температуры. Установлена принципиальная роль конкуренции между генерацией энергии и теплоотводом. Приведены результаты серии модельных расчетов, демонстрирующие основные типы периодических структур и закономерности их пространственно-временной эволюции. Результаты расчетов иллюстрируются построением семейств изотерм для двух режимов релаксации: апериодического и периодического. Прикладные аспекты работы относятся к задаче о периодической кристаллизации расплавов металлов и высокоскоростной кристаллизации аморфных пленок.